Problemática ambiental
El estrés hídrico y la escasez de agua son temas críticos en muchas regiones de todo el mundo, incluyendo Europa. La información disponible muestra que al menos el 10,4% del territorio de la UE y el 14,3% de la población de la UE se han visto afectadas hasta ahora por situaciones de escasez de agua. La desalación se utiliza en 150 países de todo el mundo, y en la actualidad hay cerca de 16.000 plantas de desalinización en todo el mundo que producen agua dulce de agua de mar y agua salobre. Los procesos de membrana tienen varias ventajas en comparación con las otras tecnologías de desalinización como la construcción modular y pequeño tamaño. Estos han favorecido la aplicación de membranas como la tecnología más utilizada para la desalinización del agua.
Operando con las recuperaciones de agua de 35 a 85%, las plantas desalinizadoras generan grandes volúmenes de concentrados, también conocidos como salmueras, que contienen todos los compuestos retenidos. La recuperación global del proceso de desalinización está limitada por la salinidad de la corriente de concentrado. Cuanto mayor es la concentración de la salmuera, se necesitarán más requisitos de energía y sales solubles precipitarán con moderación en la superficie de la membrana, lo que causa descamación.
La gestión de salmuera en las plantas de desalinización costeras ha sido resuelta por la descarga directa al mar. Además de las propiedades destructivas de la solución salina de salmueras, durante los procesos de pretratamiento diversos agentes químicos se añaden al agua de alimentación y todos estos componentes se descargan junto con la salmuera. La comunidad científica está de acuerdo en que toda descarga de salmuera es una amenaza potencial para los ecosistemas marinos, generando impactos ambientales en el punto de recepción, como la disminución de la cantidad de flora y también creando gradientes de salinidad, temperatura y alcalinidad.
Entre los cinco angiospermas predominantes, vale la pena señalar Posidonia Oceanica i Cymodocea Nodosa. Las praderas de P. Oceanica se han designado como un tipo de hábitat prioritario para ser protegidos en Special Areas of Conservation sacos "Posidonia beds", por la Directiva de la UE 92/43 / CEE. P. Oceanica realiza diversas funciones ecológicas importantes: fija sedimentos en el fondo del mar; la creación de una zona de refugio y alimento para la reproducción y el crecimiento de varias especies; apoya las epifitas en sus hojas; genera oxígeno y materia orgánica; consume dióxido de carbono y también la protege la costa, trabajando como un escollo, en contra de las olas. Debido a su importancia ecológica y su fragilidad, el P. Oceanica es considerado uno de los principales hábitats que requieren protección en el mar Mediterráneo. C. Nodosa es otra hierba marina importante en el Mediterráneo que crece a profundidades menores que la Posidonia y es más resistente a las hidrodinámicas energéticas, las variaciones en la salinidad y la concentración de contaminantes. En general cubre un tipo de fondo marino que ya está protegido, catalogada como una SAC por la Directiva de la UE 92/43 / CEE.
En cuanto a la gestión de salmueras en plantas de desalinización interiores, la inyección en pozos profundos y la descarga de agua superficial o subterránea son las opciones más comunes. En este caso, el impacto es claramente superior a la descarga de la salmuera en el mar debido a la elevada diferencia de concentración entre la fuente de agua y el concentrado obtenido. En caso de descarga de salmuera en los cuerpos de agua superficiales, puede causar graves problemas de salinidad en la propia fuente de agua, pero también a los suelos adyacentes, causando un efecto adverso para la biodiversidad de estas regiones. Descargar las salmueras en un acuífero es también una solución con un alto impacto ambiental, por lo que las propiedades destructivas de las salmueras harán que el acuífero esté fuera de uso para necesidades futuras.
La capacidad global de todas las plantas de desalinización en todo el mundo es de hasta 66 millones de m3·día-1, lo que implica una producción de salmuera de al menos 30 millones de m3 · día-1. En el caso de la región Mediterránea, las predicciones de crecimiento esperan un aumento del 180% en la capacidad de desalación y se espera que la capacidad mundial total alcance los 94 millones de m3 · día-1 2015 Así, el impacto ambiental generado por esta tecnología también incrementará.
La Water Framework Directive constituye la culminación de la legislación política del agua en la Unión Europea. La presente Directiva tiene por objeto contribuir a la reducción progresiva de las emisiones de sustancias peligrosas en el agua y conseguir concentraciones en él medio marino cercanas a los valores básicos para las sustancias de origen natural. La Water Framework Directive establece que las medidas necesarias para evitar el deterioro de todas las masas de aguas superficiales y subterráneas deben ser implementadas por las autoridades nacionales, regionales y locales. La eliminación de salmueras procedentes de desaladoras en cuerpos de agua está en claro conflicto con objetivos de la WFD. Por tanto, para cumplir con los objetivos mencionados en la presente Directiva, es necesario poner en práctica estrategias de gestión de salmuera que no incluyen su liberación al medio ambiente.
Para el caso de la eliminación de la salmuera en el mar, la EMSFD también debe ser considerados. Esta directiva especifica que las estrategias necesarias deberán ser desarrolladas e implementadas con el fin de proteger y preservar el medio marino, la reducción de la contaminación y las entradas en él. Una vez más, la eliminación de la salmuera en el agua de mar es contraria a los objetivos de las la directiva y otra de gestión de salmuera debe ser considerada.
Pensar en procesos Zero Liquid Discharge (ZLD) es una de las soluciones más atractivas para el problema ambiental salmuera. ZLD se refiere a los procesos que eliminan completamente el agua de la corriente de concentrado, de manera que el producto final es un residuo sólido precipitado de sales. En Zero Liquid Discharge Desalination, no sólo las salmueras dejarán de ser una amenaza ambiental, sino también la recuperación del proceso de desalinización llegará a valores cercanos al 100%. ZLD ha sido considerada durante muchos años como una solución rentable y, por tanto se empleó en casos limitados. Sin embargo, la creciente tasa de crecimiento de la población, la escasez de agua en muchos lugares de todo el mundo y la creciente conciencia sobre la necesidad de protección del medio ambiente ha llevado este asunto de nuevo en el centro de atención.
El objetivo del proyecto Zelda es demostrar la viabilidad técnica y económica de un nuevo sistema de tratamiento de salmuera para disminuir el volumen total de las salmueras generadas e incluso llegar al cero de descarga de líquido en los procesos de desalinización de agua de mar y agua salobre, siendo el objetivo final reducir el alto impacto ambiental que hoy en día la descarga de salmuera está causando en los ecosistemas acuáticos.
